JP7258110B1

JP7258110B1 - Welding method and groove structure

Info

Publication number: JP7258110B1
Application number: JP2021196212A
Authority: JP
Inventors: 有治木坂; 憲一後藤; 文映木村
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2021-12-02
Filing date: 2021-12-02
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2041-12-02
Also published as: JP2023082439A

Abstract

【課題】手溶接が可能であり、熟練溶接工の技量が不要であり、かつ、エアアークガウジングすることなく、完全溶け込み溶接を行うことができる溶接方法および開先構造を提供する。【解決手段】本開示の溶接方法は、鋼材の開先をアーク溶接で溶接ワイヤを用い、エアアークガウジングすることなく、完全溶け込み溶接する溶接方法であって、１０５Ａ以上１５０Ａ以下の平均溶接電流で、開先を初層溶接する初層溶接工程Ｓ１と、初層溶接工程Ｓ１の後に開先を溶接する後溶接工程Ｓ２と、を備える。【選択図】図１The present invention provides a welding method and a groove structure that allow manual welding, do not require the skill of a skilled welder, and allow complete penetration welding without air arc gouging. A welding method of the present disclosure is a welding method in which a welding wire is used to weld a groove of a steel material by arc welding, complete penetration welding is performed without air arc gouging, and an average welding current of 105 A or more and 150 A or less is used. , a first-layer welding step S1 for first-layer welding the groove, and a post-welding step S2 for welding the groove after the first-layer welding step S1. [Selection drawing] Fig. 1

Description

本発明は、溶接方法および開先構造に関する。 The present invention relates to a welding method and groove structure.

熱風炉や高炉の鉄皮などの厚板構造物の突き合わせ溶接では、Ｋ形開先、Ｘ形開先などの両面開先が用いられている。この溶接作業では、開先の片側（表側）を溶接した後、反対側（裏側）からエアアークガウジングなどによってルート部の溶け込み不良部をはつり取る。その後、グラインダーなどで開先形状を整形および付着した炭素層を除去し、ルート部を完全に溶融させるように裏側から溶接する。ここで、エアアークガウジングは、ＪＩＳＺ３００１－１：２０１８に規定されるように、炭素電極及び圧縮空気を用いて，アーク熱で溶かした金属を圧縮空気で連続的に吹き飛ばして金属表面に溝を掘るまたは溶接欠陥をはつり取る方法をいう。 Double-sided grooves such as K-shaped grooves and X-shaped grooves are used in butt welding of thick plate structures such as steel shells of hot blast furnaces and blast furnaces. In this welding operation, after one side (front side) of the groove is welded, the penetration failure portion of the root portion is scraped off from the other side (back side) by air arc gouging or the like. After that, the groove shape is shaped with a grinder or the like, the attached carbon layer is removed, and the root part is welded from the back side so as to be completely melted. Here, as specified in JIS Z 3001-1: 2018, air arc gouging uses carbon electrodes and compressed air to continuously blow off metal melted by arc heat with compressed air to form grooves on the metal surface. method of excavating or chipping off weld defects.

エアアークガウジングでは、ガウジング用溶接電源、ガウジング用トーチ、ガウジング棒、エアーなどが必要である。また、エアアークガウジング後の開先は、表面の凹凸が大きい、表面に炭素層が付着するためそのまま溶接すると、割れが発生するもしくは硬化組織が析出するという不具合が発生する場合がある。そのため、通常はエアアークガウジング後の開先はグラインダーなどで研削、成型される。これらの作業は多大な時間がかかるため、エアアークガウジング工程そのものを無くすことが求められている。 Air arc gouging requires a welding power source for gouging, a torch for gouging, a gouging rod, air, and the like. In addition, the groove after air arc gouging has large unevenness on the surface and a carbon layer adheres to the surface. Therefore, the bevel after air arc gouging is usually ground and shaped with a grinder or the like. Since these operations take a lot of time, it is desired to eliminate the air arc gouging process itself.

エアアークガウジングがない溶接方法として、特許文献１には、先行溶接と後行溶接とにより両面開先継手をガウジングなしで完全溶込み溶接するガスメタルアーク溶接において、継手拘束のために開先面内に仮付け溶接を行う場合には、初層溶接の先行側の開先面内に仮付け溶接を行い、仮付けビードの有無にかかわらず、先行溶接側の溶接アークが開先ルートフェイスを貫通せず、かつ、開先ルート部が部分溶融するような溶接条件で先行側初層を溶接し、後行溶接では、溶込み深さが開先ルートフェイスの厚さ以上となるような溶接条件で溶接して、初層先行側と後行側の溶込みをラップさせることにより、ガウジングを行わずに開先ルート部の完全溶込みを得る方法が開示されている。 As a welding method without air arc gouging, Patent Document 1 discloses gas metal arc welding in which a double-sided groove joint is completely penetrated without gouging by preceding welding and subsequent welding. When performing tack welding inside, tack welding is performed inside the groove surface on the leading side of the first layer welding, and regardless of the presence or absence of the tack bead, the welding arc on the leading welding side touches the root face of the groove. Weld the leading side first layer under welding conditions that do not penetrate and partially melt the root of the groove, and in the subsequent welding, the penetration depth is greater than the thickness of the groove root face It discloses a method of obtaining complete penetration of the root of the groove without gouging by welding under certain conditions and overlapping the penetration on the leading side and the trailing side of the first layer.

特許文献２には、先行溶接と後行溶接とにより両面開先継手をガウジングなしで完全溶込み溶接するガスメタルアーク溶接において、継手拘束のために初層溶接の先行側の開先面内に仮付け溶接を行い、先行溶接側の溶接アークが開先ルートフェイスを貫通せず、かつ、開先ルート部が溶融するような溶接条件で初層先行側を溶接し、後行溶接では、溶込み深さが開先ルートフェイスの厚さ以上となるような溶接条件で初層後行側を溶接して、初層先行側と初層後行側の溶込みをラップさせることにより、ガウジングを行わずに開先ルート部の完全溶込みを得るものであり、少なくとも初層先行側及び初層後行側の溶接方法には、アーク回転速度１０Ｈｚ以上の高速回転アーク溶接方法を採用し、初層先行側のアーク回転速度は、初層後行側のアーク回転速度よりも速くするか、あるいは、少なくとも初層先行側及び初層後行側の溶接方法には、アーク揺動速度１０Ｈｚ以上の高速揺動アーク溶接方法を採用し、初層先行側のアーク揺動速度は、初層後行側のアーク揺動速度よりも速くする方法が開示されている。 In Patent Document 2, in gas metal arc welding in which a double-sided groove joint is completely penetrated without gouging by preceding welding and subsequent welding, in the groove surface on the preceding side of the first layer welding for joint restraint Perform tack welding, weld the first layer preceding side under welding conditions such that the welding arc on the preceding welding side does not penetrate the groove root face and the groove root part melts. Gouging is performed by welding the trailing side of the first layer under welding conditions such that the penetration depth is greater than or equal to the thickness of the root face of the groove, and by overlapping the penetration of the leading side and trailing side of the first layer. A high-speed rotating arc welding method with an arc rotation speed of 10 Hz or more is adopted for the welding method of at least the leading side of the first layer and the trailing side of the first layer. The arc rotation speed on the layer preceding side is faster than the arc rotation speed on the first layer trailing side, or at least for the welding method on the first layer leading side and the first layer trailing side, the arc swing speed is 10 Hz or more. A method is disclosed in which a high-speed swing arc welding method is adopted, and the arc swing speed on the leading side of the first layer is faster than the swing speed of the arc on the trailing side of the first layer.

特許文献３には、レ型開先またはＫ型開先の溶接において、第１鋼板と第２鋼板の間で、溶接トーチを溶接進行方向の前方へ向かって第２鋼板のウィービング端まで移動させ、該ウィービング端から溶接進行方向に対して後方へ向かって第1鋼板のウィービング端まで移動させるウィービングを繰り返しながら、１３０～３００Ａの初期溶接ビードの溶接電流で初期溶接ビードを形成した後、表側から単層層盛り溶接し、さらに裏側に２８０～４５０Ａの裏側溶接電流で単層または多層盛り溶接を行う方法が開示されている。 Patent Document 3 discloses that, in welding with a L-shaped groove or a K-shaped groove, the welding torch is moved forward in the welding progress direction between the first steel plate and the second steel plate to the weaving end of the second steel plate. , While repeating weaving to move from the weaving end backward in the welding progress direction to the weaving end of the first steel plate, an initial weld bead is formed with a welding current of 130 to 300 A for the initial weld bead, and then from the front side. A method of single-layer build-up welding and further single-layer or multi-layer build-up welding on the back side with a backside welding current of 280-450 A is disclosed.

特開２００８－４３９８６号公報JP-A-2008-43986 特許第５６２６２７１号公報Japanese Patent No. 5626271 特開２０１８－８３２０２号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2018-83202

しかし、特許文献１の方法では、表側の初層溶接終了時において、ルートフェイスの残り深さを外観上判断することは困難である。そのため、後行溶接で開先ルート部を溶かしきれない可能性がある。開先加工精度が高い場合は問題ないが、開先加工精度を高くすると、コストが高くなるという問題がある。特許文献２の方法では、提示されている高速揺動アーク溶接方法は、人の手では行うことができないので、自動溶接装置(もしくは自動揺動装置)を用いることになる。熱風炉や高炉などの現地溶接においては、高所かつ狭所作業を伴うことなどから自動溶接装置をセットすることは、経済的に効率的ではないという問題がある。特許文献３の方法では、特殊なウィービング方法が必要となるので、高い技量を有する熟練工が必要となるという問題がある。 However, in the method of Patent Document 1, it is difficult to visually judge the remaining depth of the root face at the end of the first layer welding on the front side. Therefore, there is a possibility that the root portion of the groove cannot be completely melted by subsequent welding. There is no problem when the groove processing accuracy is high, but there is a problem that the cost increases when the groove processing accuracy is increased. In the method of Patent Document 2, an automatic welding device (or an automatic swing device) is used because the proposed high-speed swing arc welding method cannot be performed manually. On-site welding of hot blast furnaces, blast furnaces, etc. involves working in high places and narrow places, so there is a problem that setting an automatic welding device is not economically efficient. The method of Patent Literature 3 requires a special weaving method, so there is a problem that skilled workers with high skills are required.

本発明は上記の事情を鑑みなされた発明であり、手溶接が可能であり、熟練溶接工の技量が不要であり、かつ、エアアークガウジングすることなく、完全溶け込み溶接を行うことができる溶接方法および開先構造を提供することを目的とする。 The present invention is an invention that has been made in view of the above circumstances, and is a welding method that allows manual welding, does not require the skills of a skilled welder, and can perform complete penetration welding without air arc gouging. and to provide a groove structure.

前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
＜１＞本発明の一態様に係る溶接方法は、鋼材の開先をアーク溶接で溶接ワイヤを用い、エアアークガウジングすることなく、完全溶け込み溶接する溶接方法であって、１０５Ａ以上１５０Ａ以下の平均溶接電流で、前記開先を初層溶接する初層溶接工程と、前記初層溶接工程の後に前記開先を溶接する後溶接工程と、を備え、前記初層溶接工程にて、前記溶接方法が立向上進溶接である場合は、前記開先のルートギャップが２．５ｍｍ超であり、前記溶接方法が横向溶接である場合は、前記開先のルートギャップが２．８ｍｍ超であり、且つ、平均電圧が２０．０Ｖ超であり、前記開先のルートフェイスは、０．８ｍｍ以上１．１ｍｍ以下である。
＜２＞上記＜１＞に記載の溶接方法は、前記開先がＸ形またはＫ形であってもよい。
＜３＞上記＜１＞または＜２＞に記載の溶接方法は、前記初層溶接工程では、溶接ワイヤの先端が短絡した時に溶接電流を下げ、下げた後に前記溶接電流を上げ、前記先端の溶滴が前記開先に形成される溶融池に移行した時に前記溶接電流を下げてもよい。
＜４＞上記＜１＞乃至＜３＞のいずれか１つに記載の溶接方法は、前記平均溶接電流は、１０５Ａ以上１３０Ａ未満であってもよい。
＜５＞上記＜３＞に記載の溶接方法は、前記溶接方法は、立向上進溶接であり、前記開先は、Ｘ形であり、前記開先のベベル角は、２５度以上３５度以下であり、前記開先のルートギャップは、２．８ｍｍ以上６．５ｍｍ以下であり、前記開先の目違いは、０ｍｍ以上５．５ｍｍ以下であり、前記初層溶接工程にて、前記平均溶接電流は、１０５Ａ以上１４０Ａ以下であり、平均電圧は、１６．０Ｖ以上１８．０Ｖ以下であり、平均溶接速度は、７．５ｃｍ／ｍｉｎ以上１２．５ｃｍ／ｍｉｎ以下であってもよい。
＜６＞上記＜５＞に記載の溶接方法は、前記ルートギャップは、４．５ｍｍ以上６．５ｍｍ以下であってもよい。
＜７＞上記＜６＞に記載の溶接方法は、前記ルートギャップは、４．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であってもよい。
＜８＞上記＜５＞乃至＜７＞のいずれか１つに記載の溶接方法は、前記後溶接工程にて、平均溶接電流は、１２０Ａ以上１４０Ａ以下であり、平均電圧は、１９．０Ｖ以上２３．０Ｖ以下であり、平均溶接速度は、９．０ｃｍ／ｍｉｎ以上１３．０ｃｍ／ｍｉｎ以下であってもよい。
＜９＞上記＜３＞に記載の溶接方法は、前記溶接方法は、横向溶接であり、前記開先は、Ｋ形であり、前記初層溶接される側の前記開先の角度は、４０度以上５０度以下であり、前記開先のルートギャップは、４．５ｍｍ以上６．３ｍｍ以下であり、前記初層溶接工程にて、前記平均溶接電流は、１３０Ａ以上１５０Ａ以下であり、前記平均電圧は、２０．０Ｖ超２３．５Ｖ以下であり、平均溶接速度は、１２．０ｃｍ／ｍｉｎ以上１７．０ｃｍ／ｍｉｎ以下であってもよい。
＜１０＞上記＜９＞に記載の溶接方法は、前記初層溶接される側とは反対側の前記開先の角度は、４５度以上５５度以下であってもよい。
＜１１＞上記＜９＞又は＜１０＞に記載の溶接方法は、前記後溶接工程にて、平均溶接電流は、１６０Ａ以上１９０Ａ以下であり、平均電圧は、２４．０Ｖ以上２６．０Ｖ以下であり、平均溶接速度は、２０．０ｃｍ／ｍｉｎ以上４８．０ｃｍ／ｍｉｎ以下であってもよい。
＜１２＞上記＜１＞乃至＜１１＞のいずれか１つに記載の溶接方法は、前記開先のルートフェイスは、０．９ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であってもよい。
＜１３＞上記＜１＞乃至＜１２＞のいずれか１つに記載の溶接方法は、前記溶接ワイヤは、フラックスコアードワイヤであってもよい。
＜１４＞上記＜１３＞に記載の溶接方法は、前記溶接ワイヤは、炭素鋼ワイヤ、又は、ステンレスワイヤであってもよい。
＜１５＞上記＜１＞乃至＜１４＞のいずれか１つに記載の溶接方法は、前記鋼材は、炭素鋼であってもよい。
＜１６＞上記＜１＞乃至＜１５＞のいずれか１つに記載の溶接方法は、前記初層溶接工程及び前記後溶接工程にて、溶接トーチをウィービングしなくてもよい。
＜１７＞上記＜１＞乃至＜１６＞のいずれか１つに記載の溶接方法は、前記初層溶接工程及び前記後溶接工程は、手作業により行われてもよい。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
<1> A welding method according to an aspect of the present invention is a welding method in which a welding wire is used to arc weld a groove of a steel material, and complete penetration welding is performed without air arc gouging, and the average of 105 A to 150 A An initial layer welding step of first layer welding the groove with a welding current, and a post-welding step of welding the groove after the first layer welding step, wherein the welding method When is vertical upward welding, the root gap of the groove is more than 2.5 mm, and when the welding method is lateral welding, the root gap of the groove is more than 2.8 mm, and , the average voltage is over 20.0 V, and the root face of the groove is 0.8 mm or more and 1.1 mm or less.
<2> In the welding method according to <1> above, the groove may be X-shaped or K-shaped.
<3> In the welding method according to <1> or <2> above, in the first layer welding step, the welding current is decreased when the tip of the welding wire is short-circuited, and after the decrease, the welding current is increased, and the tip of the tip is The welding current may be lowered when the droplet moves to the weld pool formed in the groove.
<4> In the welding method according to any one of <1> to <3> above, the average welding current may be 105A or more and less than 130A.
<5> The welding method according to <3> above, wherein the welding method is vertical upward welding, the groove is X-shaped, and the bevel angle of the groove is 25 degrees or more and 35 degrees or less. , the root gap of the groove is 2.8 mm or more and 6.5 mm or less, the misalignment of the groove is 0 mm or more and 5.5 mm or less, and in the first layer welding step, the average welding The current may be 105 A or more and 140 A or less, the average voltage may be 16.0 V or more and 18.0 V or less, and the average welding speed may be 7.5 cm/min or more and 12.5 cm/min or less.
<6> In the welding method according to <5> above, the root gap may be 4.5 mm or more and 6.5 mm or less.
<7> In the welding method according to <6> above, the root gap may be 4.5 mm or more and 5.0 mm or less.
<8> In the welding method according to any one of <5> to <7> above, in the post-welding step, the average welding current is 120 A or more and 140 A or less, and the average voltage is 19.0 V. 23.0 V or less, and the average welding speed may be 9.0 cm/min or more and 13.0 cm/min or less.
<9> In the welding method according to <3> above, the welding method is horizontal welding, the groove is K-shaped, and the angle of the groove on the side to be first layer welded is 40 degree or more and 50 degrees or less, the root gap of the groove is 4.5 mm or more and 6.3 mm or less, the average welding current in the first layer welding process is 130 A or more and 150 A or less, and the average The voltage may be greater than 20.0 V and no greater than 23.5 V, and the average welding speed may be no less than 12.0 cm/min and no greater than 17.0 cm/min.
<10> In the welding method according to <9> above, the angle of the groove on the side opposite to the side where the first layer is welded may be 45 degrees or more and 55 degrees or less.
<11> In the welding method according to <9> or <10> above, in the post-welding step, the average welding current is 160 A or more and 190 A or less, and the average voltage is 24.0 V or more and 26.0 V or less. and the average welding speed may be 20.0 cm/min or more and 48.0 cm/min or less.
<12> In the welding method according to any one of <1> to <11> above, a root face of the groove may be 0.9 mm or more and less than 1.0 mm.
<13> In the welding method according to any one of <1> to <12> above, the welding wire may be a flux cored wire.
<14> In the welding method according to <13>, the welding wire may be a carbon steel wire or a stainless wire.
<15> In the welding method according to any one of <1> to <14> above, the steel material may be carbon steel.
<16> In the welding method according to any one of <1> to <15> above, the welding torch may not be weaved in the initial layer welding step and the post-welding step.
<17> In the welding method according to any one of <1> to <16> above, the initial layer welding step and the post-welding step may be performed manually .

本発明の上記態様によれば、手溶接が可能であり、熟練溶接工の技量が不要であり、かつ、エアアークガウジングすることなく、完全溶け込み溶接を行うことができる溶接方法および開先構造を提供することができる。 According to the above aspect of the present invention, a welding method and a groove structure that allow manual welding, do not require the skill of a skilled welder, and can perform full penetration welding without air arc gouging are provided. can provide.

本発明の一実施形態に係る溶接方法の流れを説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining the flow of the welding method concerning one embodiment of the present invention. Ｘ形開先の模式図である。It is a schematic diagram of an X-shaped bevel. Ｘ形開先において、溶接が終わった後の開先の状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the state of the X-shaped groove after welding is finished; 本発明の別の実施形態に係る溶接方法の流れを説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining the flow of the welding method concerning another embodiment of the present invention. Ｋ形開先の模式図である。It is a schematic diagram of a K-shaped groove. Ｋ形開先において、溶接が終わった後の開先の状態を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the state of a K-shaped groove after welding is finished; 実験例１２の表側初層溶接後の断面観察写真である。It is a cross-sectional observation photograph after front side first layer welding of Experimental example 12. FIG. 実験例１０の全層溶接後の断面観察写真である。10 is a cross-sectional observation photograph after all-layer welding of Experimental Example 10. FIG. 実験例３１の表側初層溶接後の断面観察写真である。11 is a cross-sectional observation photograph after front side first layer welding in Experimental Example 31. FIG. 実験例３２の全層溶接後の断面観察写真である。10 is a cross-sectional observation photograph after all-layer welding of Experimental Example 32. FIG. 立向上進溶接における初層溶接時の電流および電圧の時間変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing temporal changes in current and voltage during first layer welding in vertical upward welding. 横向溶接における初層溶接時の電流および電圧の時間変化を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing temporal changes in current and voltage during first layer welding in horizontal welding.

本発明者らが、エアアークガウジング工程を省略できる溶接方法について鋭意検討したところ、初層溶接工程において、溶け込み不良や溶け落ちといった溶接欠陥を発生させないことが重要であることが分かった。具体的には、初層溶接工程において、平均溶接電流を特定の範囲に制御することで、溶け込み不良などの溶接欠陥を抑制できることが分かった。 The present inventors have extensively studied a welding method that can omit the air arc gouging process, and found that it is important not to generate welding defects such as poor penetration and burn through in the first layer welding process. Specifically, it was found that welding defects such as insufficient penetration can be suppressed by controlling the average welding current within a specific range in the first layer welding process.

本開示の溶接方法は、上記の知見に基づき、溶接条件を決定した。具体的には、本開示の溶接方法は、鋼材の両面開先をエアアークガウジングすることなく、アーク溶接によって完全溶け込み溶接する溶接方法であって、１０５Ａ以上１５０Ａ以下の平均溶接電流で、前記開先を初層溶接する初層溶接工程と、初層溶接工程の後に前記開先を溶接する後溶接工程と、を備える。また、本開示の溶接方法は、前記初層溶接工程にて、前記溶接方法が立向上進溶接である場合は、前記開先のルートギャップが２．５ｍｍ超であり、前記溶接方法が横向溶接である場合は、前記開先のルートギャップが２．８ｍｍ超であり、且つ、平均電圧が２０．０Ｖ超である。本開示の溶接方法では、手溶接が可能である。ここで手溶接とは、ＪＩＳＺ３００１－１：２０１８に規定されるように、溶接トーチを溶接士が自身の手で操作して行う溶接のことをいう。すなわち溶接ワイヤの送給のみが自動で行われる半自動溶接(マグ溶接、ミグ溶接など)も手溶接に含まれる。そして、初層溶接時の平均溶接電流を特定の範囲に制御することで、熟練技量が無い場合でも、エアアークガウジングすることなく溶接することが可能である。以下、本開示の溶接方法について、立向上進溶接および横向溶接についての実施形態を例に挙げて説明する。 The welding conditions of the welding method of the present disclosure are determined based on the above findings. Specifically, the welding method of the present disclosure is a welding method in which full penetration welding is performed by arc welding without air arc gouging the grooves on both sides of the steel material, and the average welding current is 105 A or more and 150 A or less. An initial layer welding process of welding the tip to the first layer, and a post-welding process of welding the groove after the initial layer welding process. Further, in the welding method of the present disclosure, in the first layer welding step, when the welding method is vertical upward welding, the root gap of the groove is more than 2.5 mm, and the welding method is lateral welding. , the root gap of the groove is greater than 2.8 mm and the average voltage is greater than 20.0V. The welding method of the present disclosure allows manual welding. Here, manual welding refers to welding performed by a welder by manually operating a welding torch as defined in JIS Z3001-1:2018. In other words, manual welding also includes semi-automatic welding (MAG welding, MIG welding, etc.) in which only feeding of the welding wire is performed automatically. By controlling the average welding current during first-layer welding to a specific range, welding can be performed without air-arc gouging even if the worker does not have the skill. Hereinafter, the welding method of the present disclosure will be described by taking embodiments of vertical upward welding and lateral welding as examples.

＜第１実施形態＞
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る溶接方法について説明する。図１は、本実施形態に係る溶接方法のフローチャートである。図１に記載の第１実施形態に係る溶接方法Ｓ１０は、鋼材の開先を、溶接ワイヤを用いる消耗電極式アーク溶接で、エアアークガウジングすることなく、完全溶け込み溶接する溶接方法である。ここで、完全溶け込み溶接とは、ＪＩＳＺ３００１－１：２０１８に規定されるように、継手の板厚全域にわたって完全に溶け込んだ溶接をいう。第１実施形態に係る溶接方法Ｓ１０は、１０５Ａ以上１４０Ａ以下の平均溶接電流で、鋼材の開先を初層溶接する初層溶接工程Ｓ１と後溶接工程Ｓ２とグラインダー工程Ｓ３とを備える。後溶接工程Ｓ２は、第１後溶接工程Ｓ４と第２後溶接工程Ｓ５とを備える。ここでは、立向上進溶接を例に挙げて説明する。立向上進溶接とは、立向姿勢で下から上に向かって進む溶接を言う。ここで立向姿勢とは、ＪＩＳＺ３００１－１：２０１８に規定されるように、溶接面および溶接軸がほぼ鉛直である溶接線を側面から溶接する溶接姿勢をいう。本実施形態に係る溶接方法は、手溶接で行うことが好ましい。 <First embodiment>
A welding method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow chart of the welding method according to this embodiment. The welding method S10 according to the first embodiment shown in FIG. 1 is a welding method in which a groove of a steel material is completely penetration welded by consumable electrode arc welding using a welding wire without air arc gouging. Here, complete penetration welding refers to welding that completely penetrates the entire plate thickness of the joint as defined in JIS Z 3001-1:2018. The welding method S10 according to the first embodiment includes an initial layer welding process S1, a post welding process S2, and a grinder process S3 for initial layer welding of a groove of a steel material with an average welding current of 105 A or more and 140 A or less. The post-welding process S2 includes a first post-welding process S4 and a second post-welding process S5. Here, an explanation will be given by taking vertical advancing welding as an example. Vertical upward welding refers to welding that advances from bottom to top in a vertical position. Here, the vertical posture refers to a welding posture in which a weld line in which the welding surface and welding axis are substantially vertical is welded from the side, as defined in JIS Z3001-1:2018. It is preferable that the welding method according to the present embodiment is manual welding.

(鋼材）
鋼材は、両面開先で完全溶け込み溶接を行う厚板であれば、特に限定されず、例えば、炭素鋼などが挙げられる。 (steel)
The steel material is not particularly limited as long as it is a thick plate that performs full penetration welding with grooves on both sides, and examples thereof include carbon steel.

立向上進溶接では、鋼材の開先は、例えば、ＪＩＳＺ３００１－１：２０１８に規定されるＸ形またはＶ形が挙げられる。本実施形態の溶接方法において、鋼材の開先は、Ｘ形が好ましい。図２は、Ｘ形開先の模式図である。以下、Ｘ形の開先構造を例に挙げて説明するが、ルートフェイスなどの各値はＶ形にも適用することができる。 In vertical upward welding, the groove of the steel material is, for example, X-shaped or V-shaped specified in JIS Z3001-1:2018. In the welding method of this embodiment, the groove of the steel material is preferably X-shaped. FIG. 2 is a schematic diagram of an X-shaped bevel. Hereinafter, an X-shaped groove structure will be described as an example, but each value of the root face and the like can also be applied to a V-shaped groove structure.

本実施形態の溶接方法において、鋼材の開先のルートフェイスは、０．８ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ルートフェイスは０．９ｍｍ以上である。好ましくはルートフェイスは１．０ｍｍ以下である。さらに好ましくはルートフェイスは１．０ｍｍ未満である。通常、ルートフェイスは溶接時に溶け落ちないようにするために、厚く設定される。本実施形態の溶接方法では、溶接電流が、１０５Ａ以上１４０Ａ以下と低いため、開先のルートフェイスを０．８ｍｍ以上１．１ｍｍ以下とすることで、溶け落ちせずに確実に溶接することができる。ここで、ルートフェイスの寸法は図２のａとなる。開先のルートフェイスが０．８ｍｍ未満の場合、ルートフェイスが溶け落ちてしまう可能性がある。開先のルートフェイスが１．１ｍｍ超の場合、確実にルートフェイス部を溶かし込むことができない場合がある。 In the welding method of this embodiment, the root face of the groove of the steel material is preferably 0.8 mm or more and 1.1 mm or less. More preferably, the root face is 0.9 mm or greater. Preferably the root face is 1.0 mm or less. More preferably the root face is less than 1.0 mm. The root face is usually set thick to prevent burn-through during welding. In the welding method of the present embodiment, since the welding current is as low as 105 A or more and 140 A or less, by setting the root face of the groove to 0.8 mm or more and 1.1 mm or less, welding can be performed reliably without burn-through. can. Here, the dimension of the root face is a in FIG. If the root face of the groove is less than 0.8 mm, the root face may melt down. If the root face of the groove exceeds 1.1 mm, it may not be possible to reliably melt the root face.

本実施形態の溶接方法において、鋼材の開先のベベル角は、２５度以上、３５度以下であることが好ましい。開先のベベル角が２５度以上、３５度以下とすることで、より溶接欠陥を低減することができる。開先のベベル角度は板単独の角度である。具体的には、開先のベベル角は図２において、θ_１およびθ_２となる。 In the welding method of this embodiment, the bevel angle of the groove of the steel material is preferably 25 degrees or more and 35 degrees or less. By setting the bevel angle of the groove to 25 degrees or more and 35 degrees or less, welding defects can be further reduced. The bevel angle of the bevel is the angle of the plate alone. Specifically, the bevel angles of the groove are θ ₁ and θ ₂ in FIG.

本実施形態の溶接方法において、鋼材の開先のルートギャップは２．５ｍｍ超である。鋼材の開先のルートギャップは２．８ｍｍ以上、６．５ｍｍ以下であることが好ましい。開先のルートギャップが２．８ｍｍ以上、６．５ｍｍ以下とすることで、溶接欠陥をより低減することができる。開先のルートギャップが２．５ｍｍ以下となると、アークがルートフェイスの奥に届かなくなり欠陥が生じる場合がある。開先のルートギャップは、より好ましくは、４．５ｍｍ以上である。開先のルートギャップはより好ましくは６．０ｍｍ以下である。開先のルートギャップはさらに好ましくは５．０ｍｍ以下である。開先のルートギャップは図２中に、ＲＧとして示される部分である。 In the welding method of this embodiment, the root gap of the groove of the steel material is over 2.5 mm. It is preferable that the root gap of the groove of the steel material is 2.8 mm or more and 6.5 mm or less. Welding defects can be further reduced by setting the root gap of the groove to 2.8 mm or more and 6.5 mm or less. If the root gap of the groove is 2.5 mm or less, the arc may not reach the back of the root face, resulting in defects. The groove root gap is more preferably 4.5 mm or more. The groove root gap is more preferably 6.0 mm or less. The root gap of the groove is more preferably 5.0 mm or less. The root gap of the groove is the portion shown as RG in FIG.

本実施形態の溶接方法において、開先の目違いは０ｍｍ以上、５．５ｍｍ以下であることが好ましい。開先の目違いが０ｍｍ以上、５．５ｍｍ以下であると、溶接不良をより低減することができる。ここで、開先の目違いとは、溶接を行う母材間の基準面同士の食い違いをいう。具体的には、開先の目違いは、図２にＭＡとて示された部分である。 In the welding method of the present embodiment, the misalignment of the groove is preferably 0 mm or more and 5.5 mm or less. If the misalignment of the groove is 0 mm or more and 5.5 mm or less, poor welding can be further reduced. Here, the misalignment of the groove means the misalignment between the reference surfaces of the base metals to be welded. Specifically, the misalignment of the groove is the portion indicated by MA in FIG.

（初層溶接工程Ｓ１)
初層溶接工程Ｓ１では、１０５Ａ以上１４０Ａ以下の平均溶接電流で、上記の鋼材１１，１２の開先の表側を初層溶接する。初層溶接工程Ｓ１と第１後溶接工程Ｓ４と第２後溶接工程Ｓ５とを説明するために、溶接が終わった後の開先の模式図を図３に示す。初層溶接工程Ｓ１では、図３の初層２１のみを形成する。その後、後述する第１後溶接工程Ｓ４で、２層目以降の表側の溶接を行う。裏側の溶接工程は、後述する第２後溶接工程Ｓ５で行う。以下、初層溶接工程Ｓ１について説明する。 (First layer welding process S1)
In the first layer welding step S1, the front sides of the grooves of the steel materials 11 and 12 are first layer welded with an average welding current of 105 A or more and 140 A or less. In order to explain the first layer welding process S1, the first post-welding process S4, and the second post-welding process S5, a schematic diagram of the groove after welding is shown in FIG. In the first layer welding step S1, only the first layer 21 of FIG. 3 is formed. After that, in the first post-welding step S4, which will be described later, welding of the front side of the second and subsequent layers is performed. The welding process for the back side is performed in a second post-welding process S5, which will be described later. The first layer welding step S1 will be described below.

本実施形態に係る溶接方法で用いるアーク溶接は、例えば、溶接トーチから消耗電極である溶接ワイヤを供給しながら溶接するガスシールドアーク溶接である。溶接ワイヤと鋼材１１，１２との間に電圧を印加することで溶接電流が流れアークが生じ、溶接を行うことができる。シールドガスとしては、ＣＯ_２ガス、Ａｒガスおよび両ガスの混合ガスなどを用いることができる。 Arc welding used in the welding method according to the present embodiment is, for example, gas-shielded arc welding in which welding is performed while a welding wire, which is a consumable electrode, is supplied from a welding torch. By applying a voltage between the welding wire and the steel materials 11 and 12, a welding current flows and an arc is generated, thereby performing welding. CO ₂ gas, Ar gas, a mixed gas of both gases, and the like can be used as the shield gas.

「溶接ワイヤ」
消耗電極である溶接ワイヤは特に限定されないが、溶接ワイヤはフラックスコア―ドワイヤが好ましい。フラックスコア―ドワイヤを用いることで、立向上進および横向姿勢での溶接をより容易に行うことができる。溶接ワイヤは炭素鋼ワイヤでもステンレスワイヤでも良い。熱風炉の鉄皮の溶接においては、応力腐食割れを防止するためにステンレス溶接ワイヤを用いることがある。 "welding wire"
The welding wire that is the consumable electrode is not particularly limited, but the welding wire is preferably a flux-cored wire. By using a flux-cored wire, welding can be performed more easily in vertical and lateral positions. The welding wire can be carbon steel wire or stainless steel wire. Stainless steel welding wire is sometimes used to prevent stress corrosion cracking in the welding of steel shells in hot stoves.

「平均溶接電流」
第1実施形態の初層溶接工程Ｓ１において、平均溶接電流は、１０５Ａ以上１４０Ａ以下であることが好ましい。平均溶接電流が１０５Ａ未満の場合、ブローホール、溶け込み不良など溶接欠陥が発生しやすくなるので好ましくない。また、平均溶接電流が１４０Ａ超の場合、溶け落ちが発生しやすくなるため好ましくない。平均溶接電流は１２０Ａ以上が好ましい。平均溶接電流は１４０Ａ以下であることが好ましい。平均溶接電流は１３０Ａ未満であることがさらに好ましい。平均溶接電流は、溶接開始時から溶接終了時までの溶接電流値の平均を意味する。 "Average welding current"
In the first layer welding step S1 of the first embodiment, the average welding current is preferably 105A or more and 140A or less. If the average welding current is less than 105 A, welding defects such as blowholes and poor penetration tend to occur, which is not preferable. Moreover, when the average welding current exceeds 140 A, burn-through is likely to occur, which is not preferable. The average welding current is preferably 120A or more. The average welding current is preferably 140A or less. More preferably, the average welding current is less than 130A. The average welding current means the average of welding current values from the start of welding to the end of welding.

「平均電圧」
初層溶接工程Ｓ１において、平均電圧は、１６．０Ｖ以上１８．０Ｖ以下が好ましい。平均電圧が１６．０Ｖ以上１８．０Ｖ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。平均電圧は、溶接開始時から溶接終了時までの電圧値の平均を意味する。 "Average Voltage"
In the first layer welding process S1, the average voltage is preferably 16.0V or more and 18.0V or less. If the average voltage is 16.0 V or more and 18.0 V or less, welding defects such as blowholes can be further reduced. The average voltage means the average voltage value from the start of welding to the end of welding.

「平均溶接速度」
初層溶接工程Ｓ１において、平均溶接速度は、７．５ｃｍ/ｍｉｎ以上１２．５ｃｍ/ｍｉｎ以下であることが好ましい。平均溶接速度が、７．５ｃｍ/ｍｉｎ以上１２．５ｃｍ/ｍｉｎ以下であれば、ブローホール、溶け込み不良、溶け落ちのような溶接欠陥をより低減することができる。平均溶接速度は、溶接開始時から溶接終了時までの溶接速度の平均を意味する。 "Average welding speed"
In the first layer welding step S1, the average welding speed is preferably 7.5 cm/min or more and 12.5 cm/min or less. If the average welding speed is 7.5 cm/min or more and 12.5 cm/min or less, it is possible to further reduce welding defects such as blowholes, poor penetration, and burn through. Average welding speed means the average welding speed from the start of welding to the end of welding.

「極低電流制御」
初層溶接工程Ｓ１において、溶接ワイヤの先端が短絡した際に溶接電流を下げ、溶接電流を下げた後に溶接電流を上げ、溶接ワイヤの先端の溶滴が開先に形成される溶融池に移行した時に、溶接電流を下げるように電流を制御することが好ましい（極低電流溶接制御）。このように、電流波形を高速度で制御することで、溶け落ちの発生をより抑制することができる。トリム値、溶接ワイヤの送給速度などを調整することで、電流波形を調整することができる。このような制御方法としては、例えば、表面張力移行溶接方法などが挙げられる。 "Extremely low current control"
In the first layer welding step S1, when the tip of the welding wire is short-circuited, the welding current is lowered, and after the welding current is lowered, the welding current is raised, and the droplet at the tip of the welding wire shifts to the molten pool formed in the groove. It is preferable to control the current so as to lower the welding current when the welding current is reduced (ultra-low current welding control). By controlling the current waveform at high speed in this manner, the occurrence of burn-through can be further suppressed. The current waveform can be adjusted by adjusting the trim value, welding wire feed speed, and the like. Such a control method includes, for example, a surface tension transfer welding method.

「平均ピーク電流」
上記の極低電流制御において、平均ピーク電流は平均溶接電流値＋２Ａ以上、平均溶接電流値＋１０Ａ以下であることが好ましい。平均ピーク電流を平均溶接電流値＋２Ａ以上、平均溶接電流値＋１０Ａ以下とすることで、溶接欠陥をより低減することができる。ピーク電流値のばらつきが小さいほど溶接欠陥を小さくできる。ここで、ピーク電流は、電圧のピークトップ間にある溶接電流値をいう。平均ピーク電流はピーク電流の平均値をいう。 "Average peak current"
In the extremely low current control described above, it is preferable that the average peak current is equal to or greater than the average welding current value +2A and equal to or less than the average welding current value +10A. Welding defects can be further reduced by setting the average peak current to an average welding current value of +2 A or more and an average welding current value of +10 A or less. The smaller the variation in peak current value, the smaller the welding defect. Here, the peak current refers to the welding current value between the peak tops of the voltage. Average peak current refers to the average value of peak currents.

「平均ベース電流」
上記の極低電流制御において、平均ベース電流は平均溶接電流値－５Ａ以上、平均溶接電流値－２Ａ以下であることが好ましい。平均ピーク電流を平均溶接電流値＋２Ａ以上、平均溶接電流値＋１０Ａ以下とすることで、溶接欠陥をより低減することができる。ここで、ベース電流は、ベース電圧間にある溶接電流値をいう。平均ベース電流は、ベース電流の平均値をいう。 "Average base current"
In the ultra-low current control described above, the average base current is preferably an average welding current value of −5 A or more and an average welding current value of −2 A or less. Welding defects can be further reduced by setting the average peak current to an average welding current value of +2 A or more and an average welding current value of +10 A or less. Here, the base current refers to a welding current value between base voltages. Average base current refers to the average value of the base current.

「ベース電流からピーク電流になるまでの平均時間」
ベース電流からピーク電流になるまでの平均時間は、１．０μｓ以上９．０μｓ以下であることが好ましい。ベース電流からピーク電流になるまでの平均時間は、１．０μｓ以上９．０μｓ以下であることで、溶接欠陥をより低減することができる。ベース電流からピーク電流になるまでの平均時間は、ベース電流からピーク電流になるまでの時間の平均値を意味する。 "Average time from base current to peak current"
The average time from base current to peak current is preferably 1.0 μs or more and 9.0 μs or less. When the average time from the base current to the peak current is 1.0 μs or more and 9.0 μs or less, welding defects can be further reduced. The average time from the base current to the peak current means the average value of the time from the base current to the peak current.

（第１後溶接工程）
第１後溶接工程Ｓ４では、表側溶接の二層目以降の層２２を形成する。表側溶接は、初層溶接工程Ｓ１および第１後溶接工程Ｓ４からなる。第１後溶接工程Ｓ４では、例えば、初層溶接工程Ｓ１と同様にガスシールドアーク溶接で溶接する。シールドガスとしては、ＣＯ_２ガス、Ａｒガスおよび両ガスの混合ガスなどを用いることができる。 (First post-welding step)
In the first post-welding step S4, the layers 22 after the second layer of front side welding are formed. Front side welding consists of first layer welding process S1 and 1st post-welding process S4. In the first post-welding step S4, for example, welding is performed by gas-shielded arc welding in the same manner as in the first-layer welding step S1. CO ₂ gas, Ar gas, a mixed gas of both gases, and the like can be used as the shield gas.

「平均溶接電流」
第１後溶接工程Ｓ４において、平均溶接電流は、１２０Ａ以上１４０Ａ以下であることが好ましい。平均溶接電流が１４０Ａ超の場合、溶け落ち等の溶接欠陥が発生する場合がある。 "Average welding current"
In the first post-welding step S4, the average welding current is preferably 120A or more and 140A or less. If the average welding current exceeds 140 A, welding defects such as burn through may occur.

「平均電圧」
第１後溶接工程Ｓ４において、平均電圧は、１９．０Ｖ以上２３．０Ｖ以下が好ましい。平均電圧が１９．０Ｖ以上２３．０Ｖ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。 "Average Voltage"
In the first post-welding step S4, the average voltage is preferably 19.0V or more and 23.0V or less. If the average voltage is 19.0 V or more and 23.0 V or less, welding defects such as blowholes can be further reduced.

「平均溶接速度」
第１後溶接工程Ｓ４において、平均溶接速度は、９．０ｃｍ/ｍｉｎ以上１３．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であることが好ましい。平均溶接速度が、９．０ｃｍ/ｍｉｎ以上１３．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。 "Average welding speed"
In the first post-welding step S4, the average welding speed is preferably 9.0 cm/min or more and 13.0 cm/min or less. If the average welding speed is 9.0 cm/min or more and 13.0 cm/min or less, welding defects such as blowholes can be further reduced.

（グラインダー工程）
グラインダー工程Ｓ３では、主にスラグ剥離を行う。グラインダー工程において、ビード形状形成のためのグラインダー掛けを行ってもよい。 (Grinder process)
In grinder process S3, slag exfoliation is mainly performed. In the grinder step, grinding may be performed to form a bead shape.

（第２後溶接工程）
第２後溶接工程Ｓ５では、開先の裏側から溶接を行う（裏側溶接）。ここで、層２３が形成される。第２後溶接工程Ｓ５では、例えば、初層溶接工程Ｓ１と同様にガスシールドアーク溶接で溶接する。シールドガスとしては、ＣＯ_２ガス、Ａｒガスおよび両ガスの混合ガスなどを用いることができる。 (Second post-welding process)
In the second post-welding step S5, welding is performed from the back side of the groove (back side welding). Layer 23 is now formed. In the second post-welding step S5, for example, welding is performed by gas-shielded arc welding in the same manner as in the first-layer welding step S1. CO ₂ gas, Ar gas, a mixed gas of both gases, and the like can be used as the shield gas.

「平均溶接電流」
第２後溶接工程Ｓ５において、平均溶接電流は、１２０Ａ以上１４０Ａ以下であることが好ましい。平均溶接電流が１４０Ａ超の場合、溶け落ち等の溶接欠陥が発生する場合がある。 "Average welding current"
In the second post-welding step S5, the average welding current is preferably 120A or more and 140A or less. If the average welding current exceeds 140 A, welding defects such as burn through may occur.

「平均電圧」
第２後溶接工程Ｓ５において、平均電圧は、１９．０Ｖ以上２３．０Ｖ以下が好ましい。平均電圧が１９．０Ｖ以上２３．０Ｖ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。 "Average Voltage"
In the second post-welding step S5, the average voltage is preferably 19.0V or more and 23.0V or less. If the average voltage is 19.0 V or more and 23.0 V or less, welding defects such as blowholes can be further reduced.

「平均溶接速度」
第２後溶接工程Ｓ５において、平均溶接速度は、９．０ｃｍ/ｍｉｎ以上１３．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であることが好ましい。平均溶接速度が、９．０ｃｍ/ｍｉｎ以上１３．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。 "Average welding speed"
In the second post-welding step S5, the average welding speed is preferably 9.0 cm/min or more and 13.0 cm/min or less. If the average welding speed is 9.0 cm/min or more and 13.0 cm/min or less, welding defects such as blowholes can be further reduced.

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る溶接方法について説明する。第２実施形態の溶接方法は、横向溶接の例である。横向溶接とは、横向姿勢で行う溶接を言う。ここで横向姿勢とは、ＪＩＳＺ３００１－１：２０１８に規定されるように、溶接面がほぼ鉛直で溶接軸がほぼ水平な溶接線を横方向から溶接する溶接姿勢をいう。図４に記載の第２実施形態に係る溶接方法Ｓ１０Ａは、鋼材の開先を、エアアークガウジングすることなく、アーク溶接によって完全溶け込み溶接する溶接方法である。第２実施形態に係る溶接方法Ｓ１０Ａは、１３０Ａ以上１５０Ａ以下の平均溶接電流で、鋼材の開先を初層溶接する初層溶接工程Ｓ１Ａと後溶接工程Ｓ２Ａとグラインダー工程Ｓ３とを備える。後溶接工程Ｓ２Ａは、第１後溶接工程Ｓ４Ａと第２後溶接工程Ｓ５Ａとを備える。 <Second embodiment>
Next, a welding method according to the second embodiment will be described. The welding method of the second embodiment is an example of lateral welding. Lateral welding refers to welding performed in a lateral position. Here, the lateral posture refers to a welding posture in which a weld line in which the weld surface is substantially vertical and the welding axis is substantially horizontal is welded from the lateral direction, as defined in JIS Z3001-1:2018. The welding method S10A according to the second embodiment shown in FIG. 4 is a welding method in which the groove of the steel material is completely penetration welded by arc welding without air arc gouging. The welding method S10A according to the second embodiment includes a first layer welding step S1A, a post welding step S2A, and a grinder step S3 for first layer welding the groove of the steel material with an average welding current of 130 A or more and 150 A or less. The post-welding process S2A includes a first post-welding process S4A and a second post-welding process S5A.

横向溶接では、鋼材の開先は、例えば、ＪＩＳＺ３００１－１：２０１８に規定されるＫ形またはレ形が挙げられる。本実施形態の溶接方法において、鋼材の開先は、Ｋ形が好ましい。以下、図５に示すようなＫ形の開先構造を例に挙げて説明するが、ルートフェイスなどの各値はレ形にも適用することができる。 In lateral welding, the groove of the steel material is, for example, K-shaped or square-shaped as defined in JIS Z3001-1:2018. In the welding method of this embodiment, the groove of the steel material is preferably K-shaped. Hereinafter, a K-shaped groove structure as shown in FIG. 5 will be described as an example, but each value of the root face and the like can also be applied to a square-shaped groove.

第２実施形態の溶接方法において、鋼材１１Ａ，１２Ａの開先のルートフェイスは、０．８ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、ルートフェイスは０．９ｍｍ以上である。さらに好ましくは、ルートフェイスは１．０ｍｍ以下である。特に好ましくは、ルートフェイスは１．０ｍｍ未満である。ルートフェイスは通常溶け落ちないようにするために、厚くする。本実施形態の溶接方法では、溶接電流が、１３０Ａ以上１５０Ａ以下と低いため、開先のルートフェイスを０．８ｍｍ以上１．１ｍｍ以下とすることで、溶け落ちせずに確実に溶け込み溶接することができる。ここで、ルートフェイスの寸法は図５のｂとなる。開先のルートフェイスが０．８ｍｍ未満の場合、ルートフェイスが溶け落ちてしまう可能性がある。開先のルートフェイスが１．１ｍｍ超の場合、確実に溶け込み溶接することができない場合がある。 In the welding method of the second embodiment, the root faces of the grooves of the steel materials 11A and 12A are preferably 0.8 mm or more and 1.1 mm or less. More preferably, the root face is 0.9 mm or greater. More preferably, the root face is 1.0 mm or less. Particularly preferably, the root face is less than 1.0 mm. The root face is usually thickened to prevent it from burning through. In the welding method of the present embodiment, the welding current is as low as 130 A or more and 150 A or less, so by setting the root face of the groove to 0.8 mm or more and 1.1 mm or less, it is possible to reliably penetrate and weld without burning through. can be done. Here, the dimension of the root face is b in FIG. If the root face of the groove is less than 0.8 mm, the root face may melt down. If the root face of the groove exceeds 1.1 mm, it may not be possible to achieve reliable penetration welding.

第２実施形態の溶接方法において、鋼材の開先の角度は、４０度以上、５０度以下であることが好ましい。開先の角度が４０度以上、５０度以下とすることで、より溶接欠陥を低減することができる。ここで、開先の角度は開先全体の角度を言う。具体的には、開先の角度は、Ｘ形開先では図２のθ_３およびθ_４であり、Ｋ形開先では、図５のθ_５、θ_６である。 In the welding method of the second embodiment, the groove angle of the steel material is preferably 40 degrees or more and 50 degrees or less. By setting the groove angle to 40 degrees or more and 50 degrees or less, welding defects can be further reduced. Here, the angle of the groove means the angle of the entire groove. Specifically, the groove angles are θ ₃ and θ ₄ in FIG. 2 for the X-shaped groove, and θ ₅ and θ ₆ in FIG. 5 for the K-shaped groove.

第２実施形態の溶接方法において、初層溶接される側（表側）と反対側（裏側）の鋼材の開先の角度は、４５度以上、５５度以下であることが好ましい。裏側の開先の角度が４５度以上、５５度以下とすることで、より溶接欠陥を低減することができる。ここでは、表側の開先の角度はθ_５であり、裏側の開先の角度はθ_６である。 In the welding method of the second embodiment, the groove angle of the steel material on the side (front side) to which the first layer is welded and the side opposite (back side) is preferably 45 degrees or more and 55 degrees or less. Welding defects can be further reduced by setting the angle of the groove on the back side to 45 degrees or more and 55 degrees or less. Here, the groove angle on the front side is θ ₅ and the groove angle on the back side is θ ₆ .

第２実施形態の溶接方法において、鋼材のＫ形開先のルートギャップは２．８ｍｍ超である。鋼材のＫ形開先のルートギャップは４．５ｍｍ以上、６．３ｍｍ以下であることが好ましい。Ｋ形開先のルートギャップが４．５ｍｍ以上、６．３ｍｍ以下とすることで、溶接欠陥をより低減することができる。Ｋ形開先のルートギャップが２．８ｍｍ以下となると、アークがルートフェイスの奥に届かなくなり欠陥が生じる場合がある。開先のルートギャップは好ましくは５．０ｍｍ以上である。開先のルートギャップはさらに好ましくは６．０ｍｍ以下である。Ｋ形の開先においてルートギャップは図５のＲＧＡである。 In the welding method of the second embodiment, the root gap of the K-groove of steel is greater than 2.8 mm. The root gap of the K-shaped bevel of steel is preferably 4.5 mm or more and 6.3 mm or less. Welding defects can be further reduced by setting the root gap of the K-groove to 4.5 mm or more and 6.3 mm or less. If the root gap of the K-groove is 2.8 mm or less, the arc may not reach the depth of the root face and a defect may occur. The groove root gap is preferably 5.0 mm or more. The groove root gap is more preferably 6.0 mm or less. In a K-groove, the root gap is RGA in FIG.

（初層溶接工程Ｓ１)
第２実施形態の初層溶接工程Ｓ１Ａでは、１３０Ａ以上１５０Ａ以下の平均溶接電流で、上記の鋼材１１Ａ，１２Ａの開先を初層溶接する。初層溶接工程Ｓ１Ａと第１後溶接工程Ｓ４Ａと、第２後溶接工程Ｓ５Ａとを説明するために、溶接が終わった後の開先の模式図を図６に示す。初層溶接工程Ｓ１Ａでは、図６の初層２１Ａのみを形成する。その後、後述する第１後溶接工程Ｓ４Ａで、表側の溶接を行う。裏側の溶接工程は、後述する第２後溶接工程Ｓ５Ａで行う。以下、初層溶接工程Ｓ１Ａについて説明する。 (First layer welding process S1)
In the first layer welding step S1A of the second embodiment, the grooves of the steel materials 11A and 12A are first layer welded with an average welding current of 130A or more and 150A or less. In order to explain the first layer welding process S1A, the first post-welding process S4A, and the second post-welding process S5A, FIG. 6 shows a schematic diagram of the groove after welding is finished. In the first layer welding process S1A, only the first layer 21A of FIG. 6 is formed. After that, front side welding is performed in a first post-welding step S4A, which will be described later. The welding process for the back side is performed in a second post-welding process S5A, which will be described later. The first layer welding step S1A will be described below.

第２実施形態に係る溶接方法で用いるアーク溶接は、例えば、溶接トーチから消耗電極である溶接ワイヤを供給しながら溶接するガスシールドアーク溶接である。溶接ワイヤと鋼材１１Ａ，１２Ａとの間に電圧を印加することで溶接電流が流れアークが生じ、溶接を行うことができる。シールドガスとしては、ＣＯ_２ガス、Ａｒガスおよび両ガスの混合ガスなどを用いることができる。 Arc welding used in the welding method according to the second embodiment is, for example, gas-shielded arc welding in which welding is performed while a welding wire, which is a consumable electrode, is supplied from a welding torch. By applying a voltage between the welding wire and the steel materials 11A and 12A, a welding current flows and an arc is generated, enabling welding. CO ₂ gas, Ar gas, a mixed gas of both gases, and the like can be used as the shield gas.

「平均溶接電流」
初層溶接工程Ｓ１Ａにおいて、平均溶接電流は、１３０Ａ以上１５０Ａ以下である。平均溶接電流が１３０Ａ未満の場合、ブローホールのような溶接欠陥が発生する場合があるので好ましくない。また、平均溶接電流が１５０Ａ超の場合、溶点が小さくなり母材につきにくくなるので好ましくない。平均溶接電流は１３５Ａ以上が好ましい。平均溶接電流は１４５Ａ以下であることが好ましい。なお、Ｋ形開先は第１実施形態のＸ形開先よりも熱容量が大きいため、平均溶接電流の値が大きくなる。平均溶接電流は、溶接開始時から溶接終了時までの溶接電流値の平均を意味する。 "Average welding current"
In the first layer welding process S1A, the average welding current is 130A or more and 150A or less. If the average welding current is less than 130 A, welding defects such as blowholes may occur, which is not preferable. Moreover, when the average welding current exceeds 150 A, the melting point becomes small and it becomes difficult to adhere to the base metal, which is not preferable. The average welding current is preferably 135A or more. The average welding current is preferably 145A or less. Since the K-shaped groove has a larger heat capacity than the X-shaped groove of the first embodiment, the value of the average welding current increases. The average welding current means the average of welding current values from the start of welding to the end of welding.

「平均電圧」
初層溶接工程Ｓ１Ａにおいて、平均電圧は、２０．０Ｖ超である。平均電圧は、２０．０Ｖ超２３．５Ｖ以下が好ましい。平均電圧が２０．０Ｖ超２３．５Ｖ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。平均電圧は、溶接開始時から溶接終了時までの電圧値の平均を意味する。 "Average Voltage"
In the first layer welding process S1A, the average voltage is over 20.0V. The average voltage is preferably more than 20.0V and 23.5V or less. If the average voltage is more than 20.0 V and 23.5 V or less, welding defects such as blowholes can be further reduced. The average voltage means the average voltage value from the start of welding to the end of welding.

「平均溶接速度」
初層溶接工程Ｓ１Ａにおいて、平均溶接速度は、１２．０ｃｍ/ｍｉｎ以上１７．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であることが好ましい。平均溶接速度が、１２．０ｃｍ/ｍｉｎ以上１７．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。平均溶接速度は、溶接開始時から溶接終了時までの溶接速度の平均を意味する。 "Average welding speed"
In the first layer welding step S1A, the average welding speed is preferably 12.0 cm/min or more and 17.0 cm/min or less. If the average welding speed is 12.0 cm/min or more and 17.0 cm/min or less, welding defects such as blowholes can be further reduced. Average welding speed means the average welding speed from the start of welding to the end of welding.

「極低電流制御」
初層溶接工程Ｓ１Ａにおいて、溶接ワイヤの先端が短絡した際に溶接電流を下げ、溶接電流を下げた後に溶接電流を上げ、溶接ワイヤの先端の溶滴が開先に形成される溶融池に移行した時に、溶接電流を下げるように電流を制御することが好ましい（極低電流溶接制御）。このように、電流波形を高速度で制御することで、溶け落ちの発生をより抑制することができる。 "Extremely low current control"
In the first layer welding step S1A, when the tip of the welding wire is short-circuited, the welding current is lowered, and after the welding current is lowered, the welding current is raised, and the droplet at the tip of the welding wire shifts to the molten pool formed in the groove. It is preferable to control the current so as to lower the welding current when the welding current is reduced (ultra-low current welding control). By controlling the current waveform at high speed in this manner, the occurrence of burn-through can be further suppressed.

「平均ピーク電流」
第２実施形態の極低電流制御において、平均ピーク電流は平均溶接電流値＋２Ａ以上、平均溶接電流値＋１０Ａ以下であることが好ましい。平均ピーク電流を平均溶接電流値＋２Ａ以上、平均溶接電流値＋１０Ａ以下とすることで、溶接欠陥をより低減することができる。ここで、ピーク電流は、電圧のピークトップ間にある溶接電流の最大値をいう。平均ピーク電流はピーク電流の平均値をいう。 "Average peak current"
In the extremely low current control of the second embodiment, it is preferable that the average peak current is equal to or greater than the average welding current value +2A and equal to or less than the average welding current value +10A. Welding defects can be further reduced by setting the average peak current to an average welding current value of +2 A or more and an average welding current value of +10 A or less. Here, the peak current means the maximum value of the welding current between the peak tops of the voltage. Average peak current refers to the average value of peak currents.

「平均ベース電流」
第２実施形態の極低電流制御において、平均ベース電流は平均溶接電流値－５Ａ以上、平均溶接電流値－２Ａ以下であることが好ましい。平均ピーク電流を平均溶接電流値＋２Ａ以上、平均溶接電流値＋１０Ａ以下とすることで、溶接欠陥をより低減することができる。ここで、ベース電流は、電圧ピークトップ間にある溶接電流の最小値をいう。平均ベース電流は、ベース電流の平均値をいう。 "Average base current"
In the extremely low current control of the second embodiment, the average base current is preferably the average welding current value -5A or more and the average welding current value -2A or less. Welding defects can be further reduced by setting the average peak current to an average welding current value of +2 A or more and an average welding current value of +10 A or less. Here, the base current refers to the minimum value of the welding current between the voltage peak tops. Average base current refers to the average value of the base current.

（第１後溶接工程）
第１後溶接工程Ｓ４Ａでは、表側の二層目以降の層２２Ａを形成する（図６）。表側溶接は、初層溶接工程Ｓ１Ａおよび第１後溶接工程Ｓ４Ａからなる。第１後溶接工程Ｓ４では、例えば、初層溶接工程Ｓ１Ａと同様にガスシールドアーク溶接で溶接する。シールドガスとしては、ＣＯ_２ガス、Ａｒガスおよび両ガスの混合ガスなどを用いることができる。 (First post-welding step)
In the first post-welding step S4A, the layers 22A after the second layer on the front side are formed (FIG. 6). Front side welding consists of first layer welding process S1A and 1st post-welding process S4A. In the first post-welding step S4, for example, welding is performed by gas-shielded arc welding in the same manner as in the first-layer welding step S1A. CO ₂ gas, Ar gas, a mixed gas of both gases, and the like can be used as the shield gas.

「平均溶接電流」
第１後溶接工程Ｓ４Ａにおいて、平均溶接電流は、１６０Ａ以上１９０Ａ以下であることが好ましい。平均溶接電流が１９０Ａ超の場合、溶け落ち等の溶接欠陥が発生する場合がある。 "Average welding current"
In the first post-welding step S4A, the average welding current is preferably 160A or more and 190A or less. If the average welding current exceeds 190 A, welding defects such as burn through may occur.

「平均電圧」
第１後溶接工程Ｓ４Ａにおいて、平均電圧は、２４．０Ｖ以上２６．０Ｖ以下が好ましい。平均電圧が２４．０Ｖ以上２６．０Ｖ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。 "Average Voltage"
In the first post-welding step S4A, the average voltage is preferably 24.0V or more and 26.0V or less. If the average voltage is 24.0 V or more and 26.0 V or less, welding defects such as blowholes can be further reduced.

「平均溶接速度」
第１後溶接工程Ｓ４Ａにおいて、平均溶接速度は、２０．０ｃｍ/ｍｉｎ以上４８．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であることが好ましい。平均溶接速度が、２０．０ｃｍ/ｍｉｎ以上４８．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。 "Average welding speed"
In the first post-welding step S4A, the average welding speed is preferably 20.0 cm/min or more and 48.0 cm/min or less. If the average welding speed is 20.0 cm/min or more and 48.0 cm/min or less, welding defects such as blowholes can be further reduced.

（グラインダー工程）
グラインダー工程Ｓ３では、スラグ剥離を行う。グラインダー工程において、ビード形状形成のためのグラインダー掛けを行ってもよい。 (Grinder process)
In the grinder step S3, slag is removed. In the grinder step, grinding may be performed to form a bead shape.

（第２後溶接工程）
第２後溶接工程Ｓ５Ａでは、開先の裏側から層２３Ａを形成する。第２後溶接工程Ｓ５では、例えば、初層溶接工程Ｓ１Ａと同様にガスシールドアーク溶接で溶接する。シールドガスとしては、ＣＯ_２ガス、Ａｒガスおよび両ガスの混合ガスなどを用いることができる。 (Second post-welding process)
In the second post-welding step S5A, the layer 23A is formed from the back side of the groove. In the second post-welding step S5, for example, welding is performed by gas-shielded arc welding in the same manner as in the first-layer welding step S1A. CO ₂ gas, Ar gas, a mixed gas of both gases, and the like can be used as the shield gas.

「平均溶接電流」
第２後溶接工程Ｓ５Ａにおいて、平均溶接電流は、１６０Ａ以上１９０Ａ以下であることが好ましい。平均溶接電流が１９０Ａ超の場合、溶け落ち等の溶接欠陥が発生する場合がある。 "Average welding current"
In the second post-welding step S5A, the average welding current is preferably 160A or more and 190A or less. If the average welding current exceeds 190 A, welding defects such as burn through may occur.

「平均電圧」
第２後溶接工程Ｓ５Ａにおいて、平均電圧は、２４．０Ｖ以上２６．０Ｖ以下が好ましい。平均電圧が２４．０Ｖ以上２６．０Ｖ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。 "Average Voltage"
In the second post-welding step S5A, the average voltage is preferably 24.0V or more and 26.0V or less. If the average voltage is 24.0 V or more and 26.0 V or less, welding defects such as blowholes can be further reduced.

「平均溶接速度」
第２後溶接工程Ｓ５Ａにおいて、平均溶接速度は、２０．０ｃｍ/ｍｉｎ以上４８．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であることが好ましい。平均溶接速度が、２０．０ｃｍ/ｍｉｎ以上４８．０ｃｍ/ｍｉｎ以下であれば、ブローホールのような溶接欠陥をより低減することができる。 "Average welding speed"
In the second post-welding step S5A, the average welding speed is preferably 20.0 cm/min or more and 48.0 cm/min or less. If the average welding speed is 20.0 cm/min or more and 48.0 cm/min or less, welding defects such as blowholes can be further reduced.

以上、本実施形態に係る溶接法について、詳述した。なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。本実施形態に係る溶接方法は、初層溶接工程Ｓ１と後溶接工程Ｓ２において、溶接トーチをウィービングしなくてもよい。ここで、ウィービングとは、溶接棒を溶接方向に対して直角方向に交互に動かしながら溶接することをいう。本実施形態に係る溶接方法において、開先が熱風炉鉄皮の突き合わせ溶接部に設けられていてもよい。本開示の溶接方法に用いる開先構造は、Ｘ形又はＫ形の開先であり、かつ、開先のルートフェイスは、０．９ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であり、開先のルートギャップは、２．８ｍｍ以上６．５ｍｍ以下であってもよい。初層溶接工程及び前記後溶接工程は、手作業により行ってもよい。 The welding method according to the present embodiment has been described in detail above. The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In the welding method according to this embodiment, the welding torch does not need to be weaved in the initial layer welding process S1 and the post-welding process S2. Here, weaving refers to welding while alternately moving the welding rod in a direction perpendicular to the welding direction. In the welding method according to this embodiment, the groove may be provided in the butt-welded portion of the hot stove shell. The groove structure used in the welding method of the present disclosure is an X-shaped or K-shaped groove, and the root face of the groove is 0.9 mm or more and 1.1 mm or less, and the root gap of the groove is It may be 2.8 mm or more and 6.5 mm or less. The initial layer welding process and the post-welding process may be performed manually.

その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with well-known components without departing from the scope of the present invention, and the above-described embodiments may be combined as appropriate.

次に、本発明の実施例について説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 Next, examples of the present invention will be described. The conditions in the examples are one example of conditions adopted for confirming the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is based on this one example of conditions. It is not limited. Various conditions can be adopted in the present invention as long as the objects of the present invention are achieved without departing from the gist of the present invention.

（溶接条件）
試験体には、鋼種としてＳＭ４９０Ａ（溶接構造用圧延鋼材）を用いた。試験体の板厚２２ｍｍとし、試験体の長さ３００ｍｍとした。溶接ワイヤとして、ＪＩＳＴＳ３０９Ｌ－ＦＢ１（ワイヤ径１．２ｍｍΦ）を用いた。１００％ＣＯ_２ガスをシールドガスとして用い、ガス流量は２０Ｌ／ｍｉｎとした。また、ウィービングなどの溶接トーチの特殊操作はせず、手溶接にて溶接を実施した。 (Welding conditions)
SM490A (rolled steel for welded structure) was used as the steel type for the test body. The plate thickness of the test piece was 22 mm, and the length of the test piece was 300 mm. As a welding wire, JIS TS309L-FB1 (wire diameter 1.2 mmΦ) was used. 100% CO ₂ gas was used as a shielding gas, and the gas flow rate was 20 L/min. Welding was carried out by manual welding without any special operation of the welding torch such as weaving.

立向溶接試験体の開先形状は、Ｘ形とした。立向溶接試験体において、ルートフェイス０．９～１．１ｍｍとした。また、ベベル角度は、３０度とした。開先角度は６０°とした。）とし、ルートギャップを２．０ｍｍ以上７．０ｍｍ以下とした。また、目違いを５．５ｍ以下とした。 The groove shape of the vertical welding specimen was X-shaped. In the vertical welding test specimen, the root face was 0.9 to 1.1 mm. Also, the bevel angle was set to 30 degrees. The groove angle was 60°. ), and the root gap was set to 2.0 mm or more and 7.0 mm or less. Also, the misalignment is set to 5.5 m or less.

横向溶接試験体の開先形状は、Ｋ形とした。横向溶接試験体において、ルートフェイス０．９～１．１ｍｍとした。また、横向溶接試験体において、表側の開先角度４５°とし、裏側開先角度５０°とした。そして、ルートギャップを４．５ｍｍ以上７ｍｍ以下とした。 The groove shape of the horizontal welding test piece was K-shaped. The root face was set to 0.9 to 1.1 mm in the horizontal welding test piece. Moreover, in the horizontal welding test pieces, the groove angle on the front side was 45° and the groove angle on the back side was 50°. The root gap is set to 4.5 mm or more and 7 mm or less.

他の条件は、表１～４の通りとした。表３、４の電流の欄は、初層溶接時の平均溶接電流（単位：Ａ）を示す。また、表３、４の電圧の欄は、初層溶接時の平均電圧（単位：Ｖ）を示す。表３、４の溶接速度の欄は、初層溶接時の平均溶接速度（単位：ｃｍ／ｍｉｎ）を示す。表３，４の入熱量は、平均溶接電流（Ａ）×平均電圧（Ｖ）×６０／平均溶接速度（ｃｍ／ｍｉｎ）から求めた初層溶接時の入熱量（Ｊ／ｃｍ）を示す。なお、表中のパスという単語は、溶接継手に沿って行う１回の溶接操作をいう。裏側溶接を行った実験例では、表側溶接を行った後、スラグを除去するために、グラインダー処理を行った。実施例１０の初層から溶接完了までの溶接条件を表５に示す。実施例３５の初層溶接から溶接完了までの溶接条件を表６に示す。なお、表５および表６の層の欄の記載は表側または裏側の何層目かを示す。例えば、表１なら表側の１層目を指し、裏２は、裏側の２層目を指す。層という単語は一つ又は二つ以上のパスから成る溶接金属の層をいう。パスという単語は、溶接継手に沿って行う１回の溶接操作をいう。表５、６の電流の欄は、溶接時の平均溶接電流（単位：Ａ）を示す。また、表５、６の電圧の欄は、溶接時の平均電圧（単位：Ｖ）を示す。表５、６の溶接速度の欄は、溶接時の平均溶接速度（単位：ｃｍ／ｍｉｎ）を示す。表５，６の入熱量は、溶接時の入熱量（Ｊ／ｃｍ）を示す。 Other conditions were as shown in Tables 1-4. The current column in Tables 3 and 4 shows the average welding current (unit: A) during first layer welding. The column of voltage in Tables 3 and 4 shows the average voltage (unit: V) during first layer welding. The welding speed column in Tables 3 and 4 shows the average welding speed (unit: cm/min) during first layer welding. The heat input in Tables 3 and 4 indicates the heat input (J/cm) during first layer welding obtained from average welding current (A)×average voltage (V)×60/average welding speed (cm/min). The word pass in the table refers to a single welding operation along the weld joint. In the experimental example in which the back side welding was performed, the grinder treatment was performed to remove the slag after the front side welding was performed. Table 5 shows the welding conditions from the first layer to the completion of welding in Example 10. Table 6 shows the welding conditions from the first layer welding to the completion of welding in Example 35. The description in the layer column of Tables 5 and 6 indicates the number of layers on the front side or the back side. For example, Table 1 refers to the first layer on the front side, and Back 2 refers to the second layer on the back side. The word layer refers to a layer of weld metal consisting of one or more passes. The word pass refers to a single welding operation along a weld joint. The current column in Tables 5 and 6 shows the average welding current (unit: A) during welding. The column of voltage in Tables 5 and 6 shows the average voltage (unit: V) during welding. The welding speed column in Tables 5 and 6 shows the average welding speed (unit: cm/min) during welding. The heat input in Tables 5 and 6 indicates the heat input (J/cm) during welding.

（溶接評価方法）
溶接結果は、溶接欠陥が無い場合を良好とし、溶接欠陥が１個以上ある場合は、欠陥有り、溶け込みができていない場合を溶け込み不良とした。 (Welding evaluation method)
The welding result was evaluated as good when there were no welding defects, as defective when there was one or more welding defects, and as poor penetration when there was no penetration.

本発明の平均溶接電流、ルートギャップ、および電圧を満足する実験例３～１２、１４～１９、３１、３２、３４、および３５は、溶接結果が良好であった。図７に初層溶接後の実験例１２の断面観察写真を示す。また、図８に全層溶接終了後の実験例１０の断面観察写真を示す。図７および図８に示すように、Ｘ形開先を用い、本開示の溶接方法を用いた実験例１０および１２は、エアアークガウジングをせずに、溶け落ちなどが無い良好な溶接結果を得ることができた。同様に図９に初層溶接後の実験例３１の断面観察写真を示す。また、図１０に全層溶接終了後の実験例３２の断面観察写真を示す。図９および図１０に示すように、Ｋ形開先においても、エアアークガウジングをせずに、溶け落ちなどが無い良好な溶接結果を得ることができることが分かった。一方、平均溶接電流、ルートギャップ、および電圧の条件を外れる実験例１、２，１３、２０～３０、および３３は、溶接結果が劣位であった。 Experimental Examples 3 to 12, 14 to 19, 31, 32, 34, and 35 satisfying the average welding current, root gap, and voltage of the present invention had good welding results. FIG. 7 shows a cross-sectional observation photograph of Experimental Example 12 after the first layer welding. Further, FIG. 8 shows a cross-sectional observation photograph of Experimental Example 10 after completion of all-layer welding. As shown in FIGS. 7 and 8, Experimental Examples 10 and 12 using an X-shaped groove and using the welding method of the present disclosure achieved good welding results without burn-through without air arc gouging. I was able to get Similarly, FIG. 9 shows a cross-sectional observation photograph of Experimental Example 31 after the first layer welding. Further, FIG. 10 shows a cross-sectional observation photograph of Experimental Example 32 after completion of all-layer welding. As shown in FIGS. 9 and 10, it was found that even with the K-groove, good welding results without burn-through can be obtained without air arc gouging. On the other hand, Experimental Examples 1, 2, 13, 20 to 30, and 33, which deviate from the conditions of average welding current, root gap, and voltage, were inferior in welding results.

立向上進溶接で初層溶接した際の電流制御の一例（実験例１４～１９の溶接条件に該当）を示す。図１１は、立向上進溶接における電流および電圧の時間変化を示す図である。図１１の横軸は時間を示し、第１縦軸は溶接電流（Ａ）を示し、第２縦軸は、電圧を示す。次に、図１２に横向溶接で初層溶接した際の電流制御の一例（実験例３１～３５の溶接条件に該当）を示す。図１２は、横向溶接における初層溶接時の電流および電圧の時間変化を示す図である。図１２の横軸は時間を示し、第１縦軸は溶接電流（Ａ）を示し、第２縦軸は、電圧を示す。図１１の事例では、平均電流は１０８Ａ、平均ピーク電流は、１１０Ａ，平均ベース電流は１０５Ａであった。また、ベース電流からピーク電流になるまでの平均時間は、４．７μｓであった。図１２の事例では、平均電流は１２６Ａ、平均ピーク電流は、１２９Ａ，平均ベース電流は１２３Ａであった。また、ベース電流からピーク電流になるまでの平均時間は、４．９μｓであった。表１～６、図１１および１２に示すように、短時間に電流を制御することで、初層溶接時に引く入熱量でも溶接不良を低減できることが分かった。また、本開示の溶接方法は、電流を設備の方で制御する方式であるので、熟練溶接工の技量が不要である。 An example of current control (corresponding to the welding conditions of Experimental Examples 14 to 19) when first layer welding is performed by vertical upward welding is shown. FIG. 11 is a diagram showing temporal changes in current and voltage in vertical forward welding. The horizontal axis of FIG. 11 indicates time, the first vertical axis indicates welding current (A), and the second vertical axis indicates voltage. Next, FIG. 12 shows an example of current control (corresponding to the welding conditions of Experimental Examples 31 to 35) when first layer welding is performed in horizontal welding. FIG. 12 is a diagram showing temporal changes in current and voltage during first layer welding in horizontal welding. The horizontal axis of FIG. 12 indicates time, the first vertical axis indicates welding current (A), and the second vertical axis indicates voltage. In the case of Figure 11, the average current was 108A, the average peak current was 110A, and the average base current was 105A. Also, the average time from the base current to the peak current was 4.7 μs. In the case of Figure 12, the average current was 126A, the average peak current was 129A, and the average base current was 123A. Also, the average time from the base current to the peak current was 4.9 μs. As shown in Tables 1 to 6 and FIGS. 11 and 12, it was found that by controlling the current for a short period of time, it is possible to reduce welding defects even with the amount of heat input applied during first layer welding. Also, the welding method of the present disclosure does not require the skill of a skilled welder because the current is controlled by the equipment.

本実験例は、炭素鋼材にステンレス溶接ワイヤで溶接した異材継手の例である。一般的に炭素鋼材にステンレス溶接ワイヤで溶接する異種継手の方が、炭素鋼材に炭素鋼溶接ワイヤで溶接する同種の溶接継手よりも難しい。そのため、炭素鋼材に炭素鋼溶接ワイヤで溶接を行う組み合わせでも本開示の溶接方法を適用することができると推定される。 This experimental example is an example of a joint of dissimilar metals welded to a carbon steel material with a stainless welding wire. In general, a dissimilar joint welded to a carbon steel material with a stainless welding wire is more difficult than a similar welded joint welded to a carbon steel material with a carbon steel welding wire. Therefore, it is presumed that the welding method of the present disclosure can also be applied to a combination of welding a carbon steel material with a carbon steel welding wire.

本開示の溶接方法は、手溶接が可能であり、熟練溶接工の技量が不要であり、かつ、エアアークガウジングする必要が無いので、産業上の利用可能性が高い。 The welding method of the present disclosure enables manual welding, does not require the skill of a skilled welder, and does not require air arc gouging, and thus has high industrial applicability.

１１鋼材、１２鋼材、２１初層、２２，２３層 11 steel material, 12 steel material, 21 first layer, 22, 23 layer

Claims

A welding method for complete penetration welding without air arc gouging using a welding wire by arc welding the groove of steel material,
A first layer welding step of first layer welding the groove with an average welding current of 105 A or more and 150 A or less;
A post-welding step of welding the groove after the initial layer welding step;
with
In the first layer welding step, when the welding method is vertical upward welding, the root gap of the groove is more than 2.5 mm, and when the welding method is lateral welding, the groove of the groove a root gap greater than 2.8 mm and an average voltage greater than 20.0 V;
The root face of the groove is 0.8 mm or more and 1.1 mm or less,
A welding method characterized by:

The welding method according to claim 1, wherein the groove is X-shaped or K-shaped.

In the first layer welding step, when the tip of the welding wire is short-circuited, the welding current is lowered, the welding current is raised after the lowering, and the welding is performed when the droplet at the tip is transferred to the molten pool formed in the groove. lower the current
The welding method according to claim 1 or 2, characterized in that:

The average welding current is 105 A or more and less than 130 A,
The welding method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:

The welding method is vertical upward welding,
The groove is X-shaped,
The bevel angle of the groove is 25 degrees or more and 35 degrees or less,
A root gap of the groove is 2.8 mm or more and 6.5 mm or less,
The misalignment of the groove is 0 mm or more and 5.5 mm or less,
In the first layer welding process,
The average welding current is 105 A or more and 140 A or less,
The average voltage is 16.0 V or more and 18.0 V or less,
The average welding speed is 7.5 cm / min or more and 12.5 cm / min or less,
The welding method according to claim 3, characterized in that:

The root gap is 4.5 mm or more and 6.5 mm or less ,
The welding method according to claim 5, characterized in that:

The root gap is 4.5 mm or more and 5.0 mm or less,
The welding method according to claim 6, characterized in that:

In the post-welding process,
The average welding current is 120 A or more and 140 A or less,
The average voltage is 19.0 V or more and 23.0 V or less,
The average welding speed is 9.0 cm / min or more and 13.0 cm / min or less,
The welding method according to any one of claims 5 to 7, characterized in that:

The welding method is horizontal welding,
The groove is K-shaped,
The angle of the groove on the first layer welded side is 40 degrees or more and 50 degrees or less,
A root gap of the groove is 4.5 mm or more and 6.3 mm or less,
In the first layer welding process,
The average welding current is 130 A or more and 150 A or less,
The average voltage is more than 20.0 V and 23.5 V or less,
The average welding speed is 12.0 cm / min or more and 17.0 cm / min or less,
The welding method according to claim 3, characterized in that:

The welding method according to claim 9, wherein the groove angle on the side opposite to the first layer welded side is 45 degrees or more and 55 degrees or less.

In the post-welding process,
The average welding current is 160 A or more and 190 A or less,
The average voltage is 24.0 V or more and 26.0 V or less,
The average welding speed is 20.0 cm / min or more and 48.0 cm / min or less,
The welding method according to claim 9 or 10, characterized in that:

The root face of the groove is 0.9 mm or more and less than 1.0 mm,
The welding method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that:

The welding wire is a flux-cored wire,
The welding method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that:

14. The welding method according to claim 13, wherein the welding wire is carbon steel wire or stainless wire.

The steel material is carbon steel,
The welding method according to any one of claims 1 to 14, characterized in that:

Do not weave the welding torch in the first layer welding step and the post-welding step,
The welding method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that:

The initial layer welding step and the post-welding step are performed manually,
The welding method according to any one of claims 1 to 16, characterized in that: